Инженерная защита территории по адресу г. Сочи, ул.Бзугу, 6. Стадия Проект

Заказчик: ООО "БАТИАЛЬ"
Целью работ является определение конструктивных решений удерживающих сооружений, обеспечивающих устойчивость склонов и откосов при расчетной сейсмичности площадки 9 баллов по шкале MSK-64, и определение мероприятий, необходимых для инженерной защиты территории.

Краткая характеристика

В данном разделе проекта рассчитывается система грунт-сооружения в различных постановках (полная пространственная модель, плоские задачи, квазиплоская задача). В расчете использована 3д модель для наиболее сложных участков, где определение формы поверхности скольжения необходимо выполнять с учетом пространственных эффектов, для участков с уклонами в одном направлении (с призматичекими или цилиндрическими поверхностями скольжения) - плоские модели.
Рельеф рассматриваемого участка - холмистый. Наибольший перепад отметок составляет 16м (между существующей отметкой на верхней кромке склона и проектной отметкой дороги вокруг здания). Склоны, находящиеся в нестабилизированном состоянии расположены в северо-западной и в юго-западной части участка.

Расчет противооползневых сооружений

Основные задачи расчетов:
1) Расчет устойчивости конструкций противооползневых мероприятий при основных сочетаниях нагрузок - т.е. в стадии эксплуатации, а также определение величин деформаций возводимых сооружений;
2) Расчет устойчивости грунтового массива при основных сочетаниях нагрузок, определение деформаций и напряжений грунтового массива;
3) Расчет устойчивости конструкций противооползневых мероприятий при осособых сочетаниях нагрузок - т.е. при сейсмических воздействиях по акселлорограммам (по результатам микросейсморайонирования), определение максимальных деформаций сооружений, при необходимости снесение изменений с учетом результатов расчета в конструкции защитных сооружений;
4) То же, для грунтового массива;
5) Определение амплитуд действующих усилий при основных и сейсмических воздействиях;
6) Определение требуемого армирования по полученным расчетным сочетаниям усилий.
Расчет устойчивости удерживающих сооружений выполнен в двух программных комплексах Ansys 13 и Abaqus 6.11.

Расчетные схемы удерживающих сооружений при пространственном расчете
по уточненным методикам

Были использованы несколько различных моделей противооползневых сооружений. Ниже приведена краткая характеристика расчетных схем и моделей.
1. Схема в п/к Ansys. Расчет схемы производился для проверки устойчивости проектируемых удерживающих сооружений в зоне наибольшего перепада отметок с учетом этапности возведения на основное сочетание нагрузок. Схема представляет собой полосу шириной 10м с объемными подпорными стенами. Сваи замоделированы условно квадратного сечения (для упрощения моделирования и уменьшения числа КЭ). При расчете устойчивости грунтового массива и удерживающих сооружений материал подпорных стен принимался условно упругим с заменой начальных модулей упругости бетона на секущий модуль деформаций.
На начальном этапе вычислялись естественные напряжения в грунтовом массиве. Затем выполнялось удаление и монтаж конструкций, прикладывался собственный для вновь возводимых конструкций. Последним шагом измененная схема нагружалась основным сочетанием нагрузок.
На рис. 1 приведена расчетная схема AM1 на начальном этапе (существующее состояние склона). При моделировании были использованы объемные 8-ми и 4-х узловые КЭ типа SOLID45. Всего было использовано 33601 узлов и 84721 КЭ. На рис. 2 приведена расчетная схема AM1 на завершающем этапе расчета. Монтаж/демонтаж КЭ, моделирующий разработку котлована и строительство стен осуществлялся с помощью функции рождения и смерти элементов (Birth/Death).

Рис.1. Расчетная схема системы грунт-сооружения в Ansys/Mechanical в зоне стен СТ-1 и Ст-3 (существующее положение)
Рис.2. Расчетная схема системы грунт-сооружения в Ansys/Mechanical в зоне стен СТ-1 и Ст-3 (окончательное проектное состояние положение)

2. Схема в п/к Abaqus. Схема представляет собой пространственную модель грунта и принятых по результатам предварительного анализа удерживающих сооружений рассматриваемой площадки с размерами в плане 200x260м, наименьшая высота грунтового массива принята 37м (согласно данным изысканий). В схеме напластование грунтов принято согласно данным изысканий. Трехмерная модель грунта сформирвана методом триангуляции. Целями расчета данной модели являются проверка устойчивости и деформативности удерживающих сооружений и проектируемых откосов при основных и особых сочетаниях нагрузок. Этапность возведения учитывалась упрощен-
ным методом - планировка территории и разработка котлована предполагалась одновременной по всем участках. При моделировании были использованы объемные 4-х узловые КЭ типа C3D4. Всего было использовано 221461 узлов и 1249720 КЭ. Общий вид схемы приведен на рис. 3.
Рис.3. Расчетная схема системы грунт-сооружения в Abaqus (окончательное проектное состояние)